THE EARTH1睏地海底天然氣水合物藏形成機(jī)理◆麥曉磊1劉建2長江大學(xué)湖北武漢434000摘要]天然氣水合物是近年來在海洋和凍土帶發(fā)現(xiàn)的新型潔凈優(yōu)質(zhì)能源,因甲烷其次是水合物穩(wěn)定帶之下游離氣帶或深部熱解氣向上擴(kuò)散分布廣,資源量大,目前已經(jīng)受到世界各國的關(guān)注,總結(jié)了海底水合物合成運(yùn)移的天然氣。此類的水合物藏產(chǎn)出帶的天然氣滲漏通量很低的條件和過程。在游離氣帶和水合物穩(wěn)定帶之間有一個(gè)擴(kuò)散區(qū),發(fā)育了似海底地關(guān)鍵字]天然氣水合物宏觀模型成礦機(jī)理震底部反射層。在水合物穩(wěn)定帶中存在游離氣,海底與水合物頂中圖分類號]TE3文獻(xiàn)碼]B[文章編號]1000-405X(2013)-1-171-1部之間有另外一個(gè)擴(kuò)散區(qū),這兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)寬度可以指示天然氣的滲漏通量。對于擴(kuò)散體系水合物藏,在描述形成時(shí)只需要考慮熱0引言隨著油氣資源的日益緊張,尋找并開發(fā)各種新型可接替能源量和質(zhì)量的平衡。此類水合物藏的天然氣水合物含量很低,且埋藏比較深,一般無法直接觀測水合物含量,而是通過與水合物特的任務(wù)已迫在眉睫。天然氣水合物是近年來在海洋和凍土帶發(fā)現(xiàn)性有關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)來間接的確定。的新型潔凈優(yōu)質(zhì)能源,據(jù)估算全球天然氣水合物中碳的含量等于對于滲漏型體系的水合物藏,主要是由深部油氣藏或者儲層石油、煤等化石能源中碳含量的兩倍,因而成為21世紀(jì)人類最重的游離態(tài)的天然氣通過滲漏方式沿著一定的通道向海底運(yùn)移,在要的能源。運(yùn)移過程中部分氣體在較短時(shí)間內(nèi)生成水合物固體,與沉積層骨地球上天然氣水合物含量豐富,27%陸地和90%海域中都存架膠結(jié)形成水合物藏,部分氣體通過微生物作用轉(zhuǎn)換成二氧化碳在,陸地上水合物主要存在凍土中20000深度處,而海洋中沉淀為冷泉碳酸巖鹽,部分氣體噴溢進(jìn)入上覆水體。圖1是滲漏主要存在于海底以下590800米深度處。2007年,國土資源部地系統(tǒng)水合物概系統(tǒng)水合物概念示意圖。這些通道包括由于地殼構(gòu)造活動產(chǎn)生的質(zhì)調(diào)查局在中國南海北部神狐海域成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣擠壓或拉伸度作用或者由于海洋沉積物的側(cè)向擠壓變形作用而出品。使我國成為距美國、日本、印度之后第四個(gè)鉆探到水合物的國家,且初步預(yù)測,中國南海北部陸坡天然氣遠(yuǎn)景資源量可達(dá)上現(xiàn)的斷層。此類水合物主要形成在水合物穩(wěn)定帶底部至海底的沉積物中,水合物產(chǎn)出區(qū)滲漏很強(qiáng),水合物和游離氣并存,在海底百億噸油當(dāng)量。因此對天然氣水合物的研究已經(jīng)成為各國的熱點(diǎn),可觀測到進(jìn)入上覆水體的滲漏天然氣氣泡并在水體中形成氣泡羽天然氣水合物作為重要的替代能源,具有廣闊的前景和發(fā)展空間而對天然氣水合物成藏的研究是對水合物進(jìn)行勘探開發(fā)的基礎(chǔ),狀體。這種類型的水合物需要考慮其形成和分解動力學(xué)。所以本文從各個(gè)方面對天然氣水合物的成藏進(jìn)行總結(jié)分析。2結(jié)論1水合物合成機(jī)理海底天然氣滲漏11宏觀模型海底迄今為止,天然氣水合物的合成過程在微觀層面仍然不是很清晰,但在宏觀層面上可以用一些熱力學(xué)的模型進(jìn)行解釋。在水合物層Sloan提出的簇團(tuán)理論體系中,氣體分子首先溶解在水中,然后合成不穩(wěn)定的簇,之后在水的表面聚集起來。當(dāng)簇團(tuán)達(dá)到一定尺寸后就合成了宏觀的核。另外一種理論是 Rodger提出的表面驅(qū)動層理論,他認(rèn)為氣體分子首先在水的表面吸附,之后被束縛在局部把似如的晶體的空穴中, Kyamme運(yùn)用動力學(xué)模型擴(kuò)展了這個(gè)理論,預(yù)測了在水和二氧化碳表面首先成核,由于水表面的波動,水和氣體分子才可以混合,從而形成水合物。簇團(tuán)理論和表面驅(qū)動層理論都認(rèn)為在水的表面首先出現(xiàn)水合物初級結(jié)構(gòu),所以這兩個(gè)理論是類似的。另外一種模型是水和液態(tài)二氧化碳界面的分子動力學(xué)模型,叫作局部結(jié)構(gòu)假說,認(rèn)為水和氣體分子可以隨機(jī)移動并合成一個(gè)水合物相,這些隨機(jī)合成的網(wǎng)狀物達(dá)到一定尺寸后開始變的穩(wěn)定,逐漸形成水合物晶體,局部結(jié)構(gòu)假說認(rèn)為水合物時(shí)沒有深部油氣藏天然氣滲漏任何中間體的自發(fā)形成。局部結(jié)構(gòu)假說和簇團(tuán)理論的流程圖,可以看出簇團(tuán)理論(a-b-c-e)和局部結(jié)構(gòu)假說(a-d-e)之間的對圖1海洋環(huán)境天然氣滲漏系統(tǒng)水合物概念示意圖比。(a)沒有溶解氣體分子的水(原始條件)。(b)氣體分子溶天然氣水合物宏觀生成模型包括簇團(tuán)理論模型、表面驅(qū)動理解在水中后立刻形成的簇團(tuán)。(c)簇團(tuán)通過面接觸形成聚集體。論和局部結(jié)構(gòu)假說。其中簇團(tuán)理論模型獲得大部分人的認(rèn)可,而這些聚集體是不穩(wěn)定的。(d)溶解在水中的氣體分子沒有形成簇對于水合物合成的微觀模型目前仍然不是很清晰,需要進(jìn)一步研團(tuán)。(e)水合物成核。究。存在的天然氣水合物藏包括擴(kuò)散體系和滲漏型體系。二者形12水合物藏成礦模式成機(jī)理不同,水合物藏的品質(zhì)也不一樣。根據(jù)天然氣的運(yùn)移情況以及成藏的地質(zhì)條件,把天然氣水合天然氣水合物藏在形成過程中受到了多種因素的影響,其中物藏分成擴(kuò)散性體系和滲漏型體系。擴(kuò)散體系的天然水合物藏的溫壓條件、氣體組成、孔隙水成分和沉積物顆粒半徑等通過改變形成比較緩慢,參與生成的烴類氣體是由微生物或者熱作用生成水合物相平衡的來影響天然氣水合物的合成,構(gòu)造活動是通過改的,這些氣體散布在海底以下較為松散的多孔沉積物中,在一定變氣體的運(yùn)移和聚集形式來影響水合物藏。在分析天然氣水合物的溫度壓力條件下形成水合物藏。擴(kuò)散系統(tǒng)水合物的甲烷主要有成藏控制因素的時(shí)候,既要單因素分析,又要多因素結(jié)合,從而二種來源,首先是水合物穩(wěn)定帶內(nèi)有機(jī)碳原地轉(zhuǎn)化形成的生物成綜合的分析影響天然氣水合物成藏影響因素。[作者簡介]麥曉磊1985~),男,在讀研究生,研究方向?yàn)槭吞烊粴鈪⒖嘉墨I(xiàn)龔建明Mlik天然氣水合物國際研討會綜述團(tuán)海洋地質(zhì)動態(tài),200地質(zhì)2]周懷陽,彭小彤,葉瑛天然氣水合物北京:海洋出版社,200